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方法返回地址

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方法返回地址

方法返回地址

  • 存放调用该方法的 pc 寄存器的值。

  • 一个方法的结束,有两种方式:

    • 正常执行完成
    • 出现未处理的异常,非正常退出
  • 无论通过哪种方式退出,在方法退出后都返回该方法被调用的位置,方法正常退出时,**调用者的 pc 寄存器的值作为返回地址,即调用该方法的指令的下一条指令的地址。**而通过异常退出的,返回地址是通过异常表来确定,栈帧中一般不会保存这部分信息。

  • 本质上,方法的退出就是当前栈帧出栈的过程。此时,需要恢复上层方法的局部变量表、操作数栈,将返回值压入调用者栈帧的操作数栈、设置 PC 寄存器值等,让调用者方法继续执行下去。

  • 当一个方法开始执行后,只有两种方式可以退出这个方法:

    1. 执行引擎遇到任意一个方法返回的字节码指令(return),会有返回值传递给上层的方法调用者,简称正常完成出口
      • 一个方法在正常调用完成之后究竟需要使用哪一个返回指令还需要根据方法返回值的实际数据类型而定。
      • 在字节码指令中,返回指令包含 ireturn(当返回值是 boolean、byte、char、short和 int 类型的时候使用)、lreturn、freturn、dreturn 以及 areturn,另外还有一个 return 指令提供声明为 void 的方法、实例初始化方法、类和接口的初始化方法使用。
    2. 在方法执行的过程中遇到了异常,并且这个异常没有在方法内进行处理,也就是只要在本方法的异常表中没有搜索到匹配的异常处理器,就会导致方法退出,简称异常完成出口
      方法执行过程中抛出异常时的异常处理,存储在一个异常处理表,方便在发生异常的时候找到处理异常的代码。

本地方法

本地方法接口的理解

  • 简单来讲,本地方法就是一个 Java 调用非 Java 代码的接口。一个 Native Method 是这样一个 Java 方法:该方法的实现由非 Java 语言完成,比如 C 。这个特征并非只有 Java 语言才有,比如在 C++ 中,你可以用 extern "C" 来告诉 C++ 编译器调用一个 C 的函数。
  • 在定义一个 native method 的时候,并不提供实现体(有些像定义一个 Java Interface),因为其实现体是由非 java 语言在外面实现的。
  • 本地接口的作用是融合不同的编程语言为 Java 所用,它的初衷是融合 C/C++ 程序。

为什么要使用 Native Method?

Java 使用起来很方便,但是有些层次的任务用 Java 实现起来不容易,或者我们对程序的效率很在意时,问题就来了

与 Java 环境外交互

有时 Java 语言需要与 Java 外面的环境交互,这是本地方法存在的主要原因。 你可以想想 Java 需要与操作系统或者其他硬件交换信息时的情况。本地方法正是这样一种交流机制,是一种非常简洁的接口,而且我们不需要去了解 Java 之外的繁琐的细节。

与操作系统交互

JVM 支持着 Java 本身和运行时库,它是 Java 赖以生存的平台,它是由一个解释器(解释字节码)和一些连接本地代码的库组成的。然而不管怎样,它毕竟不是一个完整的系统,它经常依赖于一些底层系统的支持。这些底层系统常常是强大的操作系统。通过使用本地方法,我们得以用 Java 实现了 jre 与底系统交互,甚至 JVM 的一部分就是用 C 写的。还有,如果我们要使用一些 Java 没有封装的操作系统的特性时,也要使用本地方法。

Sun’s Java

Sun 的解释器就是用 C 实现的,这使得它能够像一些普通的 C 一样与外部交互。jre 大部分是用 Java 实现的,它也通过一些本地方法与外界交互。类 java.lang.Thread 的 setPriority() 方法是用 Java 实现的,但它实现调用的是该类里的本地方法 setPriority0()。这个本地方法是用 C 实现的,并被移植到 JVM 内部,在 Windows 95 平台上,这个本地方法最终会调用 Win32 setPriority() API。这是一个本地方法的具体实现由 JVM 直接提供,更多情况是本地方法由外部的动态链接库(external dynamic link library)提供,然后被 JVM 调用。

本地方法栈

  • Java 虚拟机栈用于管理 Java 方法的调用,本地方法栈用于管理本地方法的调用。
  • 本地方法栈,也是线程私有的。
  • 允许被实现成固定或者是可扩展的内存大小。(在内存溢出方面是一样的)
    • 如果线程请求分配的栈容量超过了本地方法栈允许的最大容量,Java 虚拟机将会抛出一个 StackOverflowError 异常。
    • 如果本地方法栈可以扩展,并且在扩展的时候无法申请到足够的内存,或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的本地方法栈,那么 Java 虚拟机将会抛出一个 OutOfMemoryError 异常。
    • 本地方法是使用 C 语言实现的。
    • 它的具体做法是在 Native Method Stack 中登记 native 方法,在 Execution Engine 执行时加载本地方法库。
  • 当某个线程调用一个本地方法时,它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界。他和虚拟机拥有同样的权限。
    • 本地方法可以通过本地方法接口来访问虚拟机内部的运行时数据区
    • 它甚至可以直接使用本地处理器中的寄存器。
    • 直接从本地方法的堆中分配任意数量的内存。
  • 并不是所有的 JVM 都支持本地方法。因为 Java 虚拟机规范并没有明确要求本地方法栈的使用语言、具体实现方式、数据结构等。如果 JVM 产品不打算支持 native 方法,也可以无需实现本地方法栈。
  • 在 Hospot JVM 中,直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。
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Herschel
作者
Herschel
coder, may be a gopher